Snapdragon 855 ve Helio P90 neden A12 ve Kirin 980 ile "aynı" NPU'ya sahip değil?
Qualcomm, 6 Aralık'ta Amerika Birleşik Devletleri'nde en son nesil amiral gemisi mobil platformu Snapdragon 855'i piyasaya sürdü.Bir hafta sonra, 13 Aralık'ta MediaTek, Shenzhen'de en son işlemci Helio P90'ı piyasaya sürdü. Daha önce açıklanan Samsung Exynos 9820, Apple A12 Bionic ve Huawei HiSilicon Kirin 980 ile birleştiğinde, cep telefonu SoC'nin yapay zeka performansıyla rekabet çağına girdiği söylenebilir. Ancak Apple ve HiSilicon, yapay zeka hızlandırma için tasarlanmış donanım birimi NPU'yu entegre etti, ancak Qualcomm ve MediaTek optimize edilmiş yolu seçti. Neden?
7nm tek seçenek değil
Apple'ın A11 Bionic ve Huawei HiSilicon Kirin 970, geçen yıl piyasaya sürüldüklerinde AI hızlandırma için tasarlanmış entegre NPU birimlerine sahipti, ancak AI performansının iyileştirilmesi, süreç, CPU, GPU ve diğer donanım ve yazılımların ortak işbirliğinden ayrılamaz. İşlemci performansının uzun süre iyileştirilmesinin süreç teknolojisinin geliştirilmesine bağlı olduğunu biliyoruz.YZ çağında, tasarımda daha fazla optimizasyona ek olarak, gelişmiş süreçlere olan talep de daha güçlü. Bu nedenle, işlemcinin AI performansını iyileştirmeye devam etmek için hem Kirin 980 hem de A12 Bionic, her ikisi de 6,9 milyar transistörü entegre eden TSMCnin 7nm sürecini seçti. Ayrıca TSMCnin 7nm sürecini seçmek bu ay piyasaya sürülen Snapdragon 855'tir, ancak bu SoC'nin kaç transistörü entegre ettiği net değil.
Bununla birlikte, 7nm, en yeni cep telefonu SoC için tek seçenek değildir.MediaTek Helio P90, 12nm sürecini kullanır. 7nm işleminin neden benimsenmediği sorusuyla ilgili olarak, MediaTek'in kablosuz iletişim bölümü genel müdürü Li Zonglin, medyaya verdiği röportajda şunları söyledi: İyi bir yapay zeka deneyimine sahip olmak için, sistem mimarisini, güç tüketimini ve uygulamalarla kombinasyonunu da dikkate almamız gerekiyor. Aynı zamanda, tüketicilere ne tür bir deneyim sunmak istediğimizle de çok ilgisi var. Lei Feng.com, Helio P90'ların olduğuna inanıyor. Konumlandırma amiral gemisi seviyesi değildir, bu nedenle 7nm maliyetindeki artış ve performans iyileştirmesi arasındaki ilişkiyi daha fazla tartmalıyız Açıkçası, 12nm MediaTek'in inandığı en uygun maliyetli süreçtir.
Samsung Exynos9820 amiral gemisi olarak konumlandırılsa da 8nm işlem kullanıyor. Nedeni basit: 8nm LPP işlemi, Samsung tarafından 10nm LPP'ye dayalı olarak geliştirilen ve çip enerji verimliliğini% 10 artırabilen ve çip alanını% 10 azaltabilen bir işlemdir.
En son 5 işlemcinin tümü 7nm işlemini kullanmasa da, işlemci performans iyileştirmeleri açısından cep telefonu SoC tasarımcılarının, işlem iyileştirmelerinin getirdiği performans, güç tüketimi ve yonga alanındaki iyileştirmeleri hala dört gözle bekledikleri görülebilir. , Yarı iletken üretim sürecinin iyileştirilmesi gittikçe zorlaşsa bile.
CPU yüksek performanslı çekirdek kümesi alt bölümlere ayrılmıştır
İşlem düğümünü seçtikten sonra, bu işlemcinin performansı tasarımda büyük problemler olmadan büyük ölçüde belirlendi. Elbette AI ihtiyaçlarını karşılamak için yukarıdaki 5 işlemcinin ve 3 işlemcinin CPU'ları büyük, orta ve küçük bir çekirdek mimarisi kullanıyor. Kirin 980, Big.middle.little'ın yeni tasarımını benimseyen ilk SoC'dir, yani yüksek performanslı çekirdek küme, 2 Cortex A76@2.6GHz, 2 Cortex A76@1.92GHz dahil olmak üzere yüksek ve orta bölümlere ayrılmıştır. Dört Cortex A55@1.8GHz, üç küme, enerji tüketimi oranını iyileştirmek için farklı kullanım senaryolarına göre esnek bir şekilde çağrılacaktır.
Samsung ayrıca yeni Big.middle.little tasarımını benimser.Fark, Samsung'un kendi geliştirdiği Mongoose mimarisine sahip bir CPU'ya sahip olmasıdır, bu nedenle Exynos9820 CPU, 2 adet dördüncü nesil Mongoose mimarisi çekirdeği, 2 Cortex-A75, 4 Cortex-A55 kombinasyonudur. Kendi geliştirdiği çekirdek ve Cortex-A75 birlikte yüksek işlem performansı sağlar ve Cortex-A55 daha yüksek verimlilik sağlar. Samsung, önceki nesil amiral gemisi işlemci Exynos9810 ile karşılaştırıldığında, akıllı görev zamanlayıcının yeni tasarımının Exynos9820'nin çok çekirdekli performansını% 15 artırabileceğini iddia ediyor.
Snapdragon 855, Arm Cortex A76 tabanlı bir Kryo 485 CPU kullanıyor ve 2.84GHz'e kadar saat frekansı, 2.42GHz'de saat hızına sahip 3 performans çekirdeği ve 1.80GHz'de saat hızına sahip 4 verimlilik çekirdeği ile ilk kez bir süper çekirdeği entegre ediyor. Qualcomm, Snapdragon 855 yongasının önceki nesil Snapdragon 845'e kıyasla CPU performansında% 45'lik bir artışa sahip olduğunu söyledi ve bu, 8 serisi işlemcilerden bu yana en büyük gelişme.
Apple ve MediaTek, büyük, orta ve küçük çekirdeklerin tasarımını benimsemedi. Apple A12 Bionic'in CPU'su 6 çekirdekli bir tasarıma sahiptir, 2 performans çekirdeği yüksek yoğunluklu bilgi işlem görevlerini üstlenir ve 4 enerji verimliliği çekirdeği günlük görevleri yerine getirir. Apple, en son performans denetleyicisinin işi dinamik olarak farklı çekirdeklere tahsis edebileceğini ve yüksek hızda çalışma gerektiğinde altı çekirdeğin tümünün performansını eşzamanlı olarak oynatabileceğini iddia ediyor. A11 Bionic ile karşılaştırıldığında, A12 Bionic'in 2 büyük çekirdeği% 15'e varan bir hız artışına sahiptir ve 4 küçük çekirdek% 50'ye kadar tasarruf sağlayabilir.
MediaTek Helio P90 ayrıca, ana çalışma frekansı 2.2 GHz olan 2 Arm Corte A75 işlemci ve 2.0 GHz ana çalışma frekansına sahip 6 A55 işlemci dahil olmak üzere sekiz çekirdekli bir mimari kullanır. MediaTek, en son CorePilot teknolojisinin, yonganın sekiz çekirdek arasında en verimli bilgi işlem kaynakları yapılandırmasını en verimli şekilde elde etmesini ve sekiz çekirdek mimarisinin avantajlarından tam anlamıyla yararlanmasını sağlayabileceğini söyledi. MediaTek'in kıdemli genel müdür yardımcısı ve baş teknoloji sorumlusu Zhou Yujun, büyük, orta ve küçük çekirdek tasarımının neden benimsenmediğine gelince, Lei Feng.com'a şunları söyledi: "Her bir çekirdeğin performansının önemli ölçüde farklı olabileceğini umuyoruz, aksi takdirde büyük, orta ve küçük çekirdeklerin mimarisi Pek mantıklı gelmiyor. Elbette, mimari seçimin de SoC sürecine, ısı dağılımına ve kullanımına dikkat etmesi gerekiyor. "
% 50'ye varan GPU performans artışı
CPU'ya ek olarak, GPU da mobil SoC'nin ana odak noktasıdır.A12 Biyonik 4 çekirdekli GPU, önceki nesil 3 çekirdekli A11 Biyonik GPU'dan% 50'ye kadar daha hızlıdır. Kirin 980, Arm'ın en son GPU mimarisi Mali G76 MP10'u piyasaya sürdü.Kirin 970'in Mali G72 MP12'si ile karşılaştırıldığında, performans% 46, enerji verimliliği oranı% 178 arttı. Exynos'un GPU'su da Mali-G72'den Mali-G76'ya yükseltildi.Samsung, GPU'nun performansının yükseltme sonrasında güç tüketiminde% 40 veya% 35 artacağını iddia ediyor.
Qualcomm, Snapdragon 855, Adreno 640 GPU'yu entegre ediyor, Qualcomm, yeni GPU'nun grafik işleme hızında% 20'lik bir artış getirebilirken, sektör lideri watt başına enerji verimliliği seviyesini koruyabileceğini söyledi. Helio P90, Arm Mali GPU'yu seçmedi, ancak entegre Imagination'ın PowerVR GM 9446'sını seçti. MediaTek, Helio P70 ile karşılaştırıldığında Helio P90'ın GPU performansının% 50 arttığını söyledi.
Snapdragon 855 ve Helio P90'ın neden bir NPU'su yok?
En son 5 cep telefonu SoC'sinin süreci, CPU ve GPU yükseltmelerini anladıktan sonra, konuşulacak bir sonraki konu, bu en yeni SoC'lerin vurguladığı AI performansı. Apple ve Huawei, SoC'de yapay zekayı işlemek için tasarlanmış yeni bir NPU entegre ettiler.A12 Bionic'in Neural Engine mimarisi, A11 Bionic'in çift çekirdekten sekiz çekirdeğe yükseldi ve performans da A11 Bionic'in saniyede 600 milyar işlemi tamamlama yeteneğinden arttı. A12 Bionic saniyede 5 trilyon işlemi tamamlayabilir ve Core ML 9 kata kadar daha hızlı çalışabilir.
Kirin 980'in NPU'su, dakikada 4500 görüntü algılayabilen, daha yüksek gerçek zamanlı performansa sahip ve yüz tanıma, nesne tanıma ve nesne algılama gibi yapay zeka senaryolarını destekleyen daha yüksek hassasiyetli derin bir ağ kullanılarak tek çekirdekten çift çekirdeğe yükseltildi. . Yu Chengdong, yeni NPU işlem biriminin Kirin 970'in NPU'sundan 2,2 kat daha hızlı olduğunu söyledi.
Apple ve Huawei HiSiliconın, ikinci nesil ürünlere ulaşan entegre NPU'su ile karşılaştırıldığında, Exynos9820, Samsung'un bir SoC'de yapay zeka görevlerinde uzmanlaşmış bir donanım birimi NPU'sunu ilk kez entegre etti. Samsung, Exynos9820'nin NPU desteğiyle Exynos99810'dan 7 kat daha yüksek yapay zeka performansına sahip olduğunu ve fotoğraflardan AR'ye kadar performansı artırabileceğini söyledi.
Qualcomm ve MediaTek, yapay zeka görevlerini işlemeye adanmış donanım birimlerini entegre etmedi, ancak mevcut donanım birimlerini optimize etti ve iyileştirdi. Snapdragon 855, yeni tasarlanmış bir Hexagon Tensor Accelerator'ı (HTA) DSP'ye entegre etmeyi seçti.Ayrıca, Hexagon 690 işlemci, Adreno 640 GPU ve Kryo 485 CPU, Snapdragon 855 tarafından desteklenen dördüncü nesli oluşturuyor. Çok çekirdekli yapay zeka motoru AI Engine, saniyede 7 trilyondan fazla işlem gerçekleştirebilir (7TOP) ve AI performansı Snapdragon 845'inkinden 3 kat daha yüksektir.
Helio P90'ın AI performansındaki iyileştirmesi, AI hesaplama gücünü 4 kat artıran APU1.0'dan APU 2.0'a yükseltmesi sayesinde gerçekleşiyor. APU 2.0'ın MediaTek'in Fusion AI (Fusion AI) mimarisini, 1127 GMAC'ye (2.25 TOP) kadar AI hesaplama gücüne sahip olduğu ve Int8 ve FP16'yı desteklediği bildirildi. Leifeng.com daha önce, APU'nun gelişmiş algoritmalara sahip önceki Helio P30'un yerleşik VPU'suna (görüntü işleme birimi) dayandığını bildirdi. Bu nedenle APU, önceki donanım birimine göre yükseltilir ve optimize edilir.
Öyleyse Qualcomm ve MediaTek, Apple, Huawei ve Samsung gibi SoCial'da AI hızlandırma için tasarlanmış donanım birimlerini neden entegre etmiyor? Aslında nedeni çok basit, yani AI ile ilgili teknolojiler ve algoritmalar yeterince olgun değil.Mobil SoC, Qualcomm ve MediaTek sağlayıcıları olarak, hangi algoritmanın ve veri türünün derin öğrenme için en uygun olduğunu belirlemeden önce bunlardan birine bahis yapın. Akıllı bir seçim, donanım algoritma yinelemelerine ayak uyduramadığından ve rekabet gücü eksikliğinden dolayı pazar talebini karşılayamayabilir. Bu nedenle, işlem teknolojisi, CPU ve GPU'nun sürekli yükseltmelerinin yardımıyla AI uygulamalarını karşılamanın yanı sıra, Qualcomm ve MediaTek de mevcut popüler AI görüntülerini hedefler Uygulama, farklı cep telefonu üreticilerinin ihtiyaçlarına daha iyi uyum sağlamak için mevcut donanım üzerinde optimize edilmiştir. Bir diğer nokta da çok kritik ... NPU'daki artışın getirdiği maliyet artışını cep telefonu üreticilerinin kabul etmesi zor olabilir.
Aksine, Apple, Huawei veya Samsung, kendi geliştirdikleri SoC'leri şu anda yalnızca kendi cep telefonlarında kullanılıyor.Bu nedenle, nispeten net uygulamalar ve gereksinimler öncülüğünde özel bir AI hızlandırma birimi eklemek yalnızca daha iyi sonuçlar elde edemez, aynı zamanda Tüketicileri çeken ve cep telefonlarının çekiciliğini ve rekabet gücünü artıran daha fazla AI uygulaması oluşturabilir. Tabii ki, Samsung, Huawei ve Apple, dünyadaki ilk üç cep telefonu satışı olarak, cep telefonu satışları da bağımsız çipler ve entegre NPU araştırma ve geliştirmelerinin temelini oluşturuyor.
Leifeng.com Özeti
En popüler akıllı cihaz olan cep telefonları, AI'nın geliştirilmesinde ve yaygınlaştırılmasında çok önemli bir rol oynamaktadır. CPU ve GPU performansıyla rekabet etmenin yanı sıra, mobil SoC artık AI performansı için de rekabet etmektedir. Bununla birlikte, AI geliştirmenin ilk aşamalarında, teknolojide hala birçok belirsizlik olduğu zaman, cep telefonu SoC sağlayıcıları, AI uygulamalarının ihtiyaçlarını karşılamak için mevcut donanımı optimize etmeyi seçiyor ve bağımsız araştırma ve geliştirme işlemci özelliklerine sahip cep telefonu üreticileri talep görüyor ve Sevkiyatlar netleştiğinde, NPU cep telefonlarının rekabet gücünü artırmak için kullanılır.
Göz ardı edilemeyecek olan şey, yazılımın yapay zeka performansının iyileştirilmesinde çok önemli bir rol oynamasıdır. Giderek daha fazla yonga üreticisi, yazılıma yatırım ve optimizasyonu artırmakta ve aynı zamanda yazılım şirketleriyle işbirliğini geliştirmektedir.
Kim daha yüksek AI performansına ve daha iyi deneyime sahip? Sadece koşu puanlarının ve performansın gelişmesine bakarak sonuç çıkarmak zor.Karşılaştırma yapmadan önce Snapdragon 855 ve Helio P90 ile donatılmış cep telefonlarının piyasaya çıkmasını beklememiz gerekiyor.
